基于iec61850的局部放电在线监测终端数据建模

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1、基于IEC61850的局部放电在线监测终端数据建模摘要：标准化已成为智能电网建设的未来发展趋势，通信协议统一和数据共享是局部放电（局放）在线监测系统建设的关键所在，IEC61850作为变电站自动化系统的国际标准，已成为放电监测终端开发和应用的首选通信规约。本文分析了局部放电监测涉及到的各类数据，提出了局部放电监测终端的整体建模思路。关键词：IEC61850；局部放电监测；数据建模中图分类号：U665文献标识码：A引言局放监测系统正朝向智能化、网络化、标准化的方向发展，但是，由于通信协议尚未统一，不

2、同制造商生产的监测设备的兼容性低，局限了局部放电检测系统的发展。IEC761850标准是关于变电站通信网络和系统的最新国际标准，是变电站无缝通信的最佳解决方案。该标准定义了统一的数据格式和数据传输的相关通信接口及服务模型，使得变电站内来自不同厂商的智能电子设备（IED）实现互操作成为了可能。使用该标准给局部放电文件规定一种标准的数据转换格式，可实现不同设备间数据转换存储及数据共享，兼容性的提高也会使整个检测系统的工作效率有效提高。而且相比于通过接口程序来实现数据格式转换的方法，直接从设备层面入手将

3、通信协议统一的方法可以使系统的稳定性更高，管理成本也更低。故本文将IEC61850引入到局放监测设备的开发中，用来解决不同设备间的数据兼容问题。1局放监测终端的数据需求想要对局放事件进行分析并与上位机实现通信，首先需要对被检测设备运行时的各类数据进行采集。局放发生时常会伴随产生脉冲电流、暂态电压等，将需要采集的数据可归纳为稳态数据、暂态数据、时间顺序记录（SOE）数据。1.1稳态数据局放稳态数据包含实时数据和定时记录数据。实时数据更新速度非常快，数据量也很大，由上位机直接读走，不在监测终端设备内存

4、储。定时记录数据是由监测终端经一定时间间隔存储下来的实时数据的统计值，表征局放参数的特征，可用于稳态趋势分析，它是局放监测系统基础数据的主要来源。定时记录数据一般在放电监测终端存储一段时间，以方便非实时在线监测系统调用。1.2暂态事件数据7局放发生时会产生脉冲电流、电磁波、暂态对地电压、冲击震动等暂态事件。局放监测终端通过传感器需要对这些暂态事件进行监测、捕捉，并记录。这些数据主要包括暂态事件特征值（即发生时刻、特征幅值和持续时间等）、波形数据（脉冲电流、暂态对地电压）等。其中，波形数据是局放暂态

5、事件分析的主要信息，但由于系统采样率高，波形数据量会很大，而局放事件的持续时间不确定，为了方便记录长时暂态事件，可采用只在扰动事件发生、结束时记录波形，扰动期间只记录特征量的有效值曲线的记录机制。1.3SOE数据由于局放监测终端采样率高，SOE数据可以用较小的存储空间包含较多的高时间分辨率信息，可对局放监测终端的运行情况进行监视。SOE数据通常需要记录的事件主要有终端的上电或掉电事件、故障或异常、通信状态、越限事件等。2功能分配及建模思路IEC61850采用面向对象的方法对服务器进行建模，它将IE

6、D的自动化功能和相关信息经抽象和分解后按类分为逻辑设备(LogicDevice，LD)、逻辑节点(LogicNode，LN)、数据(Data)、数据属性(DataAttribute)4个层次。局放监测终端需要对稳态、暂态数据进行采集，还需具备运行监视和越限监视功能，并存储数据。通过采样局放发生时的电压或电流值，并将采样值与预设的门限值进行比较来判断局放事件是否发生。本设计将基于IEC61850的局放监测终端分为测量、放电事件监测、监视、数据存储四个功能模块。功能分配整体框图如下：图2功能分配整体框

7、图72.1测量功能模块该模块由测量稳态参数的逻辑节点组成，输出局放实时数据和定时记录数据（SOE）。基于IEC61850标准的与局放相关的逻辑节点的描述参见表1，通过逻辑节点MMXU,MFLK等得到局部放电稳态参数的实时数据，再通过逻辑节点MSTA计算得到各参数的统计数据，将这些数据用于放电事件监测及运行、越限监视并送至数据存储功能模块存储起来。表1用于局部放电稳态参数测量的相关逻辑节点逻辑节点功能说明测量值单元（MMXU）测量稳态下电压、电流、电磁辐射强度、超声波等参数的值闪变（MFLK）计算长

8、时和短时闪变计量统计（MSTA）计算各参数在一个预定义2.2放电事件监测功能模块该模块由检测和记录局放事件的逻辑节点组成。局放检测终端内部触发源通过越限方式触发，故扰动记录功能采用模拟量通道逻辑节点类（RADR），输出文件格式为COMTRADE文件，所提供的特征数据和波形数据用于暂态事件分析。对于逻辑节点RADR,除通道编号外，COMTRAD文件所需的全部属性或由逻辑节点TVTR或TCTR7的数据提供，或由测量值本身属性提供。[4]逻辑节点TVTR的电压数据来源于逻辑节点MMXU，